CYTOSKELET Cytosol: gelová hmota vyplňující prostor uvnitř buňky mezi organelami Ve světelném mikroskopu se jeví jako amorfní matrix Techniky elektronové mikroskopie a imunofluorescence odhalily, že cytosol je vysoce strukturovaný: soustava vláken - cytoskelet

Strukturální elementy cytoskeletu Střední filamenta Mikrotubuly Mikrofilamenta

Mikrotubuly ve fluorescenčním mikroskopu

Lokalizace mikrotubulSylabus lékařské biologie 2008 Přednáškyů v buňce Funkce mikrotubulů: udržování struktury buňky, topologie organel, segregace chromosomů při mitóze a meióze, pohyb řasinek a bičíků

Vlastnosti a ultrastruktura mikrotubulů Struktura: duté trubičky se stěnou, která se skládá ze 13 protofilament Průměr: vnější 25 nm vnitřní 15 nm Monomery: -tubulin -tubulin (-tubulin) Funkce: pohyb buňky (řasinky a bičíky) Organizace a udržování tvaru buňky Pohyb chromosomů Topologie a pohyb organel

Dynamická instabilita mikrotubulů a polarizace MT

Proteiny asociované s mikrotubuly: Nemotorové:. MAP1 – 4 Proteiny asociované s mikrotubuly: Nemotorové: MAP1 – 4 neurity a dendrity polymerace MT elongace MT Tau neurity Motorové: kinesin  + dynein  -

Aktinová mikrofilamenta lokalizace v buňce a ultrastruktura Aktin v epiteliální buňce –faloidin-rhodamin Vlastnosti mikrofilament: Struktura: dva šroubovitě vinuté řetězce F-aktinu Průměr: 7 nm Monomery: G-aktin

Funkce mikrofilament:. svalová kontrakce. améboidní pohyb Funkce mikrofilament: svalová kontrakce améboidní pohyb pohyb částí buňky proudění cytoplasmy cytokineze dělení cytoplasmy

Proteiny vázající se s aktinem: Fragmin Proteiny vázající se s aktinem: Fragmin fragmentuje aktinová filamenta Gelsolin fragmentuje aktinová filamenta, tvoří příčné vazby Profilin umožňuje výměnu navázaného ATP za ADP -aktinin tvoří kontraktilní prstence aktinu Filamin spojuje aktinová filamenta do gelové struktury Myosin I pohyb měchýřků podél aktinových filament Myosin II vzájemné klouzání aktinových vláken Spektrin připojuje aktin k plasmatické membráně Talin připojuje aktin k transmembr. proteinům Tropomyosin vazba aktinu a myosinu ve svalových vláknech Vinculin připojuje aktin k plasmatické membráně  

Střední (intermediální) filamenta Vlastnosti středních filament: Struktura: 8 protofilament spojených end-to-end Průměr: 8 – 12 nm Monomery: různé proteiny Střední filamenta v epiteliální buňce

Třídy intermediárních filament: Cytokeratiny epiteliální buňky mechanické vlastnosti Vimentin fibroblasty udržování tvaru buňky Desmin svalové buňky strukturální podpora kontraktilních vláken Neurofilaminy neurony zpevňování axonů nervové buňky Lamin A,B,C jaderný obal zajišťování pevnosti jádra a jaderného obalu  

Organizace a skládání intermediárních filament

Polarizace mikrotubulů v buňce

Mikrotubulární struktury v buňce:. 9 + 2 homology. centriol. řasinky Mikrotubulární struktury v buňce: 9 + 2 homology centriol řasinky bičíky bazální tělísko dělící vřeténko preprofázický svazek

Centrosom ultratenký řez a schema uspořádání

MOLEKULOVÉ MOTORY molekuly asociované s mikrotubuly a aktinovými mikrofilamenty. Které mají schopnost konat práci – zpravidla pohyb jiných struktur podél cytoskeletálních vláken Mikrofilamenta myozin ATP Mikrotubuly kinezin ATP dynein ATP

Transport podél mikrotubulů v axonu nervové buňky

Molekulové motory, transportující náklady podél mikrotubulů

Pohyb dyneinu podél MT způsobuje ohyb bičíku

Uspořádání mikrotubulů v řasince a bičíku

Topologie organel je udržována pomocí mikrotubulů ER GA

Myosiny

Některé funkce myosinu I a myosinu II v eukaryontních buňkách

„Kráčení“ molekuly myosinu podél aktinového vlákna

Vysvětlení svalového stahu

A number of diseases have been attributed to defects in transport along microtubules. Defects in protein subunits of particles (rafts) that carry cargo proteins to the tips of cilia & flagella lead to polycystic kidney disease & retinal degeneration in mammals. A non-motile primary cilia in kidney epithelial cells fails to develop in this disease. Development of retinal rod & cone photoreceptors from non-motile cilia is also impaired.

Kinesin defects: Some neurodegenerative diseases are associated with defects in kinesin-mediated long distance transport of materials along microtubules. Some types of cancer are associated with abnormalities of kinesins involved in mitosis. Ciliary and flagellar defects can also arise from deficiency of kinesins involved in transport of cargo to the tips of cilia and flagella.